TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf drahtlose Telekommunikationssysteme
und insbesondere auf die Verwendung von Antennenanordnungen in drahtlosen
Telekommunikationssystemen.The
The present invention relates to wireless telecommunications systems
and in particular to the use of antenna arrangements in wireless
Telecommunications systems.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
In
einem drahtlosen Telekommunikationssystem, das mehrere mobile Teilnehmereinheiten und
eine Basisstation, die mit einer Antennenanordnung verbunden ist,
die mehrere Antennen einschließt,
umfasst, kann ein Senden der Basisstation an eine aktive Teilnehmereinheit
mit einem Senden an eine andere aktive Teilnehmereinheit interferieren. Die
Interferenz kann eine nicht akzeptable Verschlechterung des Funkfrequenzsignals
(RF), das von der Teilnehmereinheit empfangen wird, verursachen,
was zu einer verminderten Leistung und möglicherweise einer Verbindungsunterbrechung
führt. Um
die Interferenz zu minimieren, wurden Verfahren für das adaptive
Formen eines Strahlmusters einer Antennenanordnung entwickelt, die
zu einem gebündelteren
Senden eines Signals zur vorgesehenen Teilnehmereinheit und einer
reduzierten Interferenz mit anderen aktiven Teilnehmereinheiten,
die dieselbe Basisstation und dieselbe Antennenanordnung verwenden,
führt.In
a wireless telecommunication system containing multiple mobile subscriber units and
a base station connected to an antenna arrangement,
which includes several antennas,
includes transmitting the base station to an active subscriber unit
interfere with a transmission to another active subscriber unit. The
Interference may be an unacceptable deterioration of the radio frequency signal
(RF) received by the subscriber unit cause,
resulting in reduced performance and possibly a connection interruption
leads. Around
To minimize the interference, procedures have been adopted for the adaptive
Forms of a beam pattern of an antenna assembly developed, the
to a more focused
Sending a signal to the intended subscriber unit and a
reduced interference with other active subscriber units,
use the same base station and the same antenna arrangement,
leads.
Es
sind viele Techniken für
das adaptive Formen eines Strahlmusters einer Antennenanordnung vorgeschlagen
worden. Eine Anzahl dieser Techniken liefert eine Fokussierung eines
Strahls einer Antennenanordnung in die Richtung der maximal empfangenen
Signalstärke
(durch die Basisstation von der Teilnehmereinheit). Das heißt, die
Techniken bestimmen eine getrennte Amplituden- und Phaseneinstellung
für jeden
Teil eines Signals, das von einer Teilnehmereinheit über jede
der vielen Antennen empfangen wurde, bevor die Signalteile kombiniert werden,
um es der Basisstation somit zu ermöglichen, das empfangende Signal
und die interferierenden Signale aufzulösen, die interferierende Signale auszulöschen und
das empfangene Signal zu optimieren. Wenn die Basisstation ein Signal
an die Teilnehmereinheit sendet, werden die Amplituden- und Phaseneinstellungen,
die auf der Basis des empfangenen Signals bestimmt wurden, auf jeden
Teil des Signals, das von jeder der vielen Antennen gesendet wird,
angewandt.It
are many techniques for
proposed the adaptive shaping of a beam pattern of an antenna arrangement
Service. A number of these techniques provide a focus of one
Beam of an antenna array in the direction of the maximum received
signal strength
(by the base station of the subscriber unit). That is, the
Techniques determine a separate amplitude and phase adjustment
for each
Part of a signal sent by one subscriber unit over each
of the many antennas was received before the signal parts are combined,
thus allowing the base station to receive the receiving signal
and to resolve the interfering signals, cancel the interfering signals, and
to optimize the received signal. When the base station receives a signal
sends to the subscriber unit, the amplitude and phase settings,
which were determined on the basis of the received signal on each
Part of the signal sent by each of the many antennas
applied.
Es
kann jedoch Situationen geben, bei denen es unvorteilhaft ist, einen
Antennenstrahl für
den Zweck des Sendens eines Signals an eine Teilnehmereinheit zu
formen. Beispielsweise kann es sein, dass sich eine Teilnehmereinheit
hinter einem Hindernis befindet, mit dem Ergebnis, dass ein Signal, das
in der Richtung der maximal empfangenen Signalstärke, was die wahrgenommene
Richtung der Teilnehmereinheit darstellt, fokussiert ist, stattdessen bloß auf eine
Kante des Hindernisses fokussiert wird. Ein breit gesendetes Signal
wird leichter um das Hindernis herum diffundieren als ein Signal
mit einem schmalen Strahl und wird eine bessere Chance haben, die
Teilnehmereinheit zu erreichen als das strahlförmige Signal. Eine andere Situation,
bei der ein fokussierter Strahl unvorteilhaft ist, besteht dann, wenn
die Teilnehmereinheit sich in einer Umgebung befindet, bei der Schwunderscheinungen
es sehr schwer machen, den Ort der Teilnehmereinheit auf der Basis
der empfangenen Signalstärke
zu bestimmen. Es kann dazu führen,
dass ein gerichtetes Signal in die falsche Richtung gerichtet wird.
Oder es kann sein, dass eine Teilnehmereinheit wegen Problemen mit
der Energiequelle der Einheit mit einem verminderten Leistungspegel
arbeitet und somit nicht fähig
sein wird, ein leicht falsch ausgerichtetes Signal akzeptabel zu
empfangen. Es existiert somit ein Bedürfnis nach einem Verfahren
und einer Vorrichtung, die eine Bestimmung liefern, wann eine Situation
für das
Verwenden einer Technik der Strahlformung einer Antennenanordnung
passend ist.It
However, there may be situations where it is unfavorable, one
Antenna beam for
the purpose of sending a signal to a subscriber unit
to shape. For example, it may be that a subscriber unit
located behind an obstacle, with the result that a signal that
in the direction of the maximum received signal strength, what the perceived
Direction of the subscriber unit is focused, instead only one
Edge of the obstacle is focused. A broadly transmitted signal
will diffuse around the obstacle more easily than a signal
with a narrow beam and will have a better chance of that
To reach subscriber unit as the beam-shaped signal. Another situation
where a focused beam is unfavorable, then exists
the subscriber unit is in an environment of fading
make it very hard to base the subscriber unit on the location
the received signal strength
to determine. It can cause
that a directional signal is directed in the wrong direction.
Or it may be that a subscriber unit is having problems with
the power source of the unit at a reduced power level
works and therefore not capable
will be acceptable for a slightly misaligned signal
receive. There is thus a need for a method
and a device that provide a determination when a situation
for the
Use a technique of beam forming an antenna assembly
is appropriate.
Die WO 99/35764 , die DE 197 37 136 und die US-5,680,142 betreffen Strahlen
einer Richtantenne.The WO 99/35764 , the DE 197 37 136 and the US 5,680,142 concern rays of a directional antenna.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
In
einer Kommunikationsvorrichtung, die eine Antennenanordnung umfasst,
die mehrere Antennen einschließt,
liefert die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung
für das
Optimieren einer Verwendung einer Technik der Strahlformung einer
Antennenanordnung. Gemäß der Erfindung
bestimmt die Kommunikationsvorrichtung eine Richtung von der Kommunikationsvorrichtung
zu einer Kommunikationseinheit und bestimmt eine Richtung der Ankunft
eines Signals, das von der Kommunikationseinheit durch die Kommunikationsvorrichtung über jede
der mehreren Antennen empfangen wird. Die Kommunikationsvorrichtung
vergleicht die Richtung der Ankunft, bestimmt eine Differenz zwischen
den beiden und vergleicht die bestimmte Differenz mit einem vorbestimmten
Differenzschwellwert. Die Kommunikationsvorrichtung bestimmt dann
auf der Basis des Vergleichs der bestimmten Differenz mit dem vorbestimmten
Differenzschwellwert, ob eine Technik der Strahlformung der Antennenanordnung
zu verwenden ist.In
a communication device comprising an antenna arrangement,
which includes several antennas,
The present invention provides a method and an apparatus
for the
Optimizing a use of a beamforming technique
Antenna array. According to the invention
the communication device determines a direction from the communication device
to a communication unit and determines a direction of arrival
a signal transmitted by the communication unit through the communication device via each
the multiple antennas is received. The communication device
compares the direction of arrival, determines a difference between
compare the two and compare the determined difference with a predetermined one
Difference threshold. The communication device then determines
on the basis of the comparison of the determined difference with the predetermined one
Difference threshold, whether a technique of beam forming the antenna array
to use.
In
einer Ausführungsform
bestimmt die Kommunikationsvorrichtung eine Distanz zwischen dem Basisort
und der Kommunikationseinheit und vergleicht die bestimmte Distanz
mit einem vorbestimmten Distanzschwellwert. Die Kommunikationsvorrichtung
bestimmt dann zusätzlich
auf der Basis des Vergleichs der bestimmten Distanz mit dem vorbestimmten
Distanzschwellwert, ob eine Technik der Strahlformung der Antennenanordnung
zu verwenden ist.In one embodiment, the communication device determines a distance between the base location and the communication unit and compares the determined distance to a predetermined distance threshold. The communication device then additionally determines on the basis of Ver of the predetermined distance equal to the predetermined distance threshold, whether a beamforming technique of the antenna arrangement is to be used.
In
einer anderen Ausführungsform
bestimmt die Kommunikationsvorrichtung mehrere Signalqualitätsmaße auf der
Basis mehrerer Signale, die von der Kommunikationseinheit empfangen
werden, vergleicht die mehreren Signalqualitätsmaße miteinander und bestimmt
zusätzlich
auf der Basis des Vergleichs der mehreren Signalqualitätsmaße, ob eine Technik
der Strahlformung der Antennenanordnung zu verwenden ist.In
another embodiment
the communication device determines several signal quality measures on the
Base of several signals received by the communication unit
compare and compare the multiple signal quality measures
additionally
based on the comparison of the multiple signal quality measures, whether a technique
the beam shaping of the antenna arrangement is to be used.
Durch
die Bestimmung, ob eine Technik zur Strahlformung der Antennenanordnung
zu verwenden ist, auf der Basis eines Vergleichs der bestimmten
Differenz mit dem vorbestimmten Differenzschwellwert, möglicherweise
zusätzlich
auf der Basis eines Vergleichs der bestimmten Distanz mit dem vorbestimmten
Distanzschwellwert und/oder möglicherweise
zusätzlich
auf der Basis des Vergleichs der mehreren Signalqualitätsmaße miteinander,
optimiert die vorliegende Erfindung die Verwendung einer Technik
zur Strahlformung einer Antennenanordnung, indem sie bestimmt, ein
Senden mit einer maximalen Strahlbreite in einer Umgebung zu verwenden,
bei der ein falsch ausgerichtetes gerichtetes Signal durch die Kommunikationseinheit
nicht akzeptabel empfangen werden kann, und indem sie bestimmt,
eine Technik zur Strahlformung einer Antennenanordnung in einer
Umgebung zu verwenden, bei der ein gerichtetes Signal in akzeptabler
Weise auf die Kommunikationseinheit gerichtet werden kann.By
the determination of whether a technique for beam forming the antenna array
to use, based on a comparison of the particular
Difference with the predetermined difference threshold, possibly
additionally
on the basis of a comparison of the determined distance with the predetermined one
Distance threshold and / or possibly
additionally
based on the comparison of the multiple signal quality measures with each other,
The present invention optimizes the use of a technique
for beam shaping of an antenna arrangement, by determining
To use sending with a maximum beamwidth in an environment
in the case of a misaligned directional signal through the communication unit
unacceptable, and by determining that
a technique for beam forming an antenna array in a
Environment in which a directional signal is acceptable
Can be directed to the communication unit.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
1 ist
ein Blockdiagramm eines drahtlosen Telekommunikationssystems gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 1 FIG. 10 is a block diagram of a wireless telecommunication system according to a preferred embodiment of the present invention. FIG.
2 ist
ein Blockdiagramm der Basisstation der 1 gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 2 is a block diagram of the base station of 1 according to a preferred embodiment of the present invention.
3 ist
ein Blockdiagramm einer Kommunikationseinheit der 1 gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 3 is a block diagram of a communication unit of 1 according to a preferred embodiment of the present invention.
4 ist
eine Illustration der Verwendung von Vektoren, um zu bestimmen,
ob eine Technik zur Strahlformung einer Antennenanordnung verwendet werden
soll, gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 4 FIG. 4 is an illustration of the use of vectors to determine whether a beamforming technique of an antenna array is to be used in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
5a ist
ein logisches Flussdiagramm der Schritte, die von einer Kommunikationsvorrichtung ausgeführt werden,
um zu bestimmen, ob eine Technik zur Strahlformung einer Antennenanordnung
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden soll. 5a FIG. 10 is a logic flow diagram of the steps performed by a communication device to determine whether a beamforming technique of an antenna assembly according to a preferred embodiment of the present invention is to be performed.
5b ist
eine Fortsetzung der 5a und stellt ein logisches
Flussdiagramm der Schritte dar, die von einer Kommunikationsvorrichtung
ausgeführt werden,
um zu bestimmen, ob eine Technik zur Strahlformung einer Antennenanordnung
verwendet werden soll, gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 5b is a continuation of 5a and FIG. 12 illustrates a logic flow diagram of the steps performed by a communication device to determine whether a beamforming technique of an antenna array is to be used in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMDETAILED DESCRIPTION
THE PREFERRED EMBODIMENT
Die
vorliegende Erfindung kann unter Bezug auf die 1 bis 5b vollständiger beschrieben werden. 1 ist
ein Blockdiagramm eines drahtlosen Telekommunikationssystems 100 gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Das drahtlose Telekommunikationssystem 100 umfasst
mehrere geographisch verteilte Kommunikationsvorrichtungen 101 bis 103 (drei
sind gezeigt), vorzugsweise Basisstationen, die miteinander und
mit einer Systemsteuerung 122 über ein Netz 120 gekoppelt
sind, wie dedizierte T1 Telefonleitungen oder Mikrowellenverbindungen.
Die drei Basisstationen 101 bis 103, die Systemsteuerung 122 und das
Netz 120 werden gemeinsam als eine feste Infrastruktur
bezeichnet. Da sie fest an ihrem Ort ist, ist der präzise Ort
jeder Basisstation 101 bis 103 mit hoher Genauigkeit
bekannt, wie er durch eine Vermessung oder andere Verfahren der
geographischen Ortsbestimmung bestimmt wird. Die Systemsteuerung 122 umfasst
einen Prozessor 124, vorzugsweise einen Mikroprozessor,
einen digitalen Signalprozessor (DSP) oder eine Mikrosteuerung und
einen zugehörigen
Speicher 126, der es der Steuerung 122 erlaubt,
Daten zu speichern, Programme ablaufen zu lassen und Berechnungen
auszuführen.
Vorzugsweise umfasst der Speicher 126 weiter eine Standortdatenbank 128,
die die Standorte aller Basisstationen 101 bis 103 im
System 100 einschließt.
Alternativ kann eine Standortdatenbank 128 irgendwo im
System 100 angeordnet sein, wie beispielsweise in einer der
Basisstationen 101 bis 103 und mit den anderen Komponenten
des Systems 100 über
das Netz 120 gekoppelt sein.The present invention can be described with reference to FIGS 1 to 5b will be described more fully. 1 is a block diagram of a wireless telecommunications system 100 according to a preferred embodiment of the present invention. The wireless telecommunication system 100 includes several geographically distributed communication devices 101 to 103 (three are shown), preferably base stations that communicate with each other and with a system controller 122 over a network 120 coupled, such as dedicated T1 telephone lines or microwave connections. The three base stations 101 to 103 , the control panel 122 and the network 120 are collectively referred to as a fixed infrastructure. Being firmly in place, the precise location of each base station 101 to 103 with high accuracy, as determined by surveying or other geographic location method. The system control 122 includes a processor 124 , preferably a microprocessor, a digital signal processor (DSP) or a microcontroller and an associated memory 126 who controls it 122 allows to store data, run programs and perform calculations. Preferably, the memory comprises 126 continue a location database 128 showing the locations of all base stations 101 to 103 in the system 100 includes. Alternatively, a site database 128 somewhere in the system 100 be arranged, such as in one of the base stations 101 to 103 and with the other components of the system 100 over the net 120 be coupled.
Jede
Basisstation 101 bis 103 liefert einen Kommunikationsdienst
an ein jeweiliges Dienstabdeckungsgebiet 111 bis 113.
Jedes Abdeckungsgebiet 111 bis 113 ist in drei
Sektoren unterteilt, das heißt das
Abdeckungsgebiet 111 ist in die Sektoren 131 bis 133 unterteilt,
das Abdeckungsgebiet 112 ist in die Sektoren 134 bis 136 unterteilt,
und das Abdeckungsgebiet 113 ist in die Sektoren 137 bis 139 unterteilt.
Jeder Sektor 131 bis 139 überspannt ungefähr einen
Sektor von 120° eines
360° Winkels
des jeweiligen Abdeckungsgebiet 111 bis 113. Jede
Basisstation 101 bis 103 umfasst vorzugsweise
mehrere Antennenanordnungen 141 bis 143 (drei
sind gezeigt), wobei jede Antennenanordnung mit einem der Sektoren
des Abdeckungsgebiets, in dem sich die Basisstation befindet, verknüpft ist.
Jede Antennenanordnung 141 bis 143 umfasst wiederum
mehrere Richtantennen (das heißt,
die Antennenanordnung 141 umfasst die Antennen 144, 145 (zwei
sind gezeigt), die Antennenanordnung 142 umfasst die Antennen 146, 147 (zwei
sind gezeigt), und die Antennenanordnung 143 umfasst die
Antennen 147, 148 (zwei sind gezeigt), was zu
mehreren Richtantennen führt,
die mit jedem Sektor eines Abdeckungsgebiets verknüpft sind.
Fachleute werden erkennen, dass je mehr Antennen in einer Antennenanordnung
enthalten sind, desto enger fokussiert ein Strahl durch die Anordnung
gesendet werden kann.Every base station 101 to 103 provides a communication service to a respective service coverage area 111 to 113 , Each coverage area 111 to 113 is divided into three sectors, that is the coverage area 111 is in the sectors 131 to 133 divided, the coverage area 112 is in the sectors 134 to 136 divided, and the coverage area 113 is in the sectors 137 to 139 divided. Every sector 131 to 139 spans approximately a sector of 120 ° of a 360 ° angle of the respective coverage area 111 to 113 , Every base station 101 to 103 preferably includes several re antenna arrangements 141 to 143 (three are shown) with each antenna array associated with one of the sectors of the coverage area in which the base station is located. Every antenna arrangement 141 to 143 again comprises a plurality of directional antennas (that is, the antenna arrangement 141 includes the antennas 144 . 145 (two are shown), the antenna array 142 includes the antennas 146 . 147 (two are shown), and the antenna array 143 includes the antennas 147 . 148 (two are shown), resulting in multiple directional antennas associated with each sector of a coverage area. Those skilled in the art will recognize that the more antennas included in an antenna array, the more narrowly focused a beam can be transmitted through the array.
2 ist
ein Blockdiagramm einer Basisstation 101 bis 103 gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Jede Basisstation 101 bis 103 umfasst
vorzugsweise mehrere Antennenanordnungen 141 bis 143 und
ihre zugehörigen
Antennen 144 bis 149. Jede Antenne 144 bis 149 ist
mit einer jeweiligen Empfängereinheit 204 bis 209 gekoppelt,
die einen Demodulator 224, der jeweils mit einem Funkfrequenzfilter
(RF-Filter) 220 gekoppelt ist, einen lokalen Oszillator 222 und
einen Analog-Digital-Wandler 226 umfasst. Jede Empfängereinheit 204 bis 209 ist
weiter mit einem Prozessor 210, vorzugsweise einem Mikroprozessor
oder einem digitalen Signalprozessor (DSP) gekoppelt. Der Prozessor 210 und
ein zugehöriger
Speicher 212, vorzugsweise ein Speicher mit wahlfreiem
Zugriff (RAM), erlauben es der Basisstation, Information zu speichern,
Berechnungen auszuführen
und Softwareprogramme ablaufen zu lassen. Jede Basisstation 101 bis 103 umfasst
weiter eine Zeitreferenzeinheit 214, die mit einem Prozessor 210 gekoppelt
ist, die eine Zeitreferenz für
die Basisstation liefert, und einen GPS-Empfänger (Global Positioning Satellite) 216,
der mit der Zeitreferenzeinheit 214 gekoppelt ist. 2 is a block diagram of a base station 101 to 103 according to a preferred embodiment of the present invention. Every base station 101 to 103 preferably comprises a plurality of antenna arrangements 141 to 143 and their associated antennas 144 to 149 , Every antenna 144 to 149 is with a respective receiver unit 204 to 209 coupled to a demodulator 224 , each with a radio frequency filter (RF filter) 220 is coupled to a local oscillator 222 and an analog-to-digital converter 226 includes. Each receiver unit 204 to 209 is on with a processor 210 , preferably a microprocessor or a digital signal processor (DSP) coupled. The processor 210 and an associated memory 212 , preferably a random access memory (RAM), allow the base station to store information, perform calculations, and run software programs. Every base station 101 to 103 further comprises a time reference unit 214 that with a processor 210 which provides a time reference for the base station and a GPS receiver (Global Positioning Satellite) 216 that with the time reference unit 214 is coupled.
Jede
Basisstation 101 bis 103 hat Zugang zu einer gemeinsamen
Zeitbasis, die die Basisstation verwendet, um seine Zeitreferenzeinheit 210 zu
synchronisieren. In der bevorzugten Ausführungsform wird die gemeinsame
Zeitbasis durch den GPS-Empfänger 212 an
jede Basisstation 101 bis 103 geliefert, wobei
der GPS-Empfänger 212 einen
Zugang zu einem GPS-Satellitensignal hat; Fachleute werden jedoch
erkennen, dass es andere Verfahren für das Liefern einer hoch genauen
gemeinsamen Zeitbasis an jede der Basisstationen 101 bis 103 gibt,
wie beispielsweise eine Synchronisationseinheit, die mit der Basisstation über eine
dedizierte T1 Verbindung verbunden ist, die einen Teil des Netzes 120 darstellt und
die für
eine Zeitsynchronisation dediziert ist, wobei diese Synchronisationseinheit
eine gemeinsame Zeitbasis erzeugt und die gemeinsame Zeitbasis an jede
der Basisstationen 101 bis 103 über die
T1-Verbindung liefert, oder eine Mobileinheit, die sich an einem
bekannten Ort befindet, die ein Signal sendet, das von jeder der
Basisstationen 101 bis 103 empfangen wird, und
wobei das Signal als eine Synchronisationszeitbasis für die Basisstationen
dient, wobei andere Verfahren verwendet werden können, ohne von der Idee und
dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.Every base station 101 to 103 has access to a common time base, which uses the base station to its time reference unit 210 to synchronize. In the preferred embodiment, the common time base is determined by the GPS receiver 212 to every base station 101 to 103 delivered, with the GPS receiver 212 has access to a GPS satellite signal; However, those skilled in the art will recognize that there are other methods for providing a high-precision common time base to each of the base stations 101 to 103 such as a synchronization unit connected to the base station via a dedicated T1 connection, which forms part of the network 120 and dedicated for time synchronization, this synchronization unit generating a common time base and the common time base to each of the base stations 101 to 103 over the T1 connection, or a mobile unit located in a known location that sends a signal from each of the base stations 101 to 103 where the signal serves as a synchronization time base for the base stations, other methods may be used without departing from the spirit and scope of the present invention.
Das
Telekommunikationssystem 100 umfasst auch mehrere Kommunikationseinheiten 110, von
denen nur eine in 1 gezeigt ist. Die Kommunikationseinheit 110 ist
vorzugsweise ein zellulares Telefon oder ein Funktelefon und, wie
das in 3 gezeigt ist, umfasst vorzugsweise eine Antenne 308, einen
Sender 300 und einen Empfänger 302, die jeweils
mit der Antenne 308 und einem Mikroprozessor 304 verbunden
sind, und einen Speicher 306, der mit dem Mikroprozessor 304 verbunden
ist.The telecommunication system 100 also includes several communication units 110 of which only one in 1 is shown. The communication unit 110 is preferably a cellular telephone or a radiotelephone and, as in 3 is shown, preferably comprises an antenna 308 , a transmitter 300 and a receiver 302 , each with the antenna 308 and a microprocessor 304 connected, and a memory 306 that with the microprocessor 304 connected is.
Wenn
sich die Kommunikationseinheit 110 durch das System 100 bewegt,
weist eine Systemsteuerung 122 eine Basisstation (beispielsweise
die Basisstation 101) an, als eine die Kommunikationseinheit 110 bedienende
Basisstation zu dienen. Die bedienende Basisstation 101 verwaltet
und liefert Funkkommunikationsdienste für die Kommunikationseinheit 110,
während
sich die Kommunikationseinheit in einem Sektor (beispielsweise Sektor 131) des
Dienstabdeckungsgebiets 111 der bedienenden Basisstation
befindet.When the communication unit 110 through the system 100 moves, assigns a control panel 122 a base station (for example, the base station 101 ), as the communication unit 110 serving the base station. The serving base station 101 manages and provides radio communication services to the communication unit 110 while the communication unit is in a sector (e.g. sector 131 ) of the service coverage area 111 the serving base station is located.
Um
die Stärke
eine RF-Signals, das durch die Kommunikationseinheit 110 von
der Basisstation 101 empfangen wurde, zu optimieren, und
um die Interferenz des RF-Signals mit Kommunikationen zwischen der
Basisstation 101 und anderen aktiven Kommunikationseinheiten
im Sektor 131 zu minimieren, verwendet die Basisstation 101 eine
Technik zur Strahlformung einer Antennenanordnung für das Senden
des RF-Signals. Die Technik zur Strahlformung der Antennenanordnung
erlaubt es der Basisstation 101 ein schmal fokussiertes
Signal an die Kommunikationseinheit 110 zu senden. In gewissen Signalausbreitungssituationen,
wo beispielsweise ein Schwund einen signifikanten Einfluss auf den Empfang
des RF-Signals hat, oder wo ein Hindernis die Sichtlinienkommunikationen
zwischen der Kommunikationseinheit 110 und der Basisstation 101 blockiert,
kann das Verwenden einer Technik zur Strahlformung einer Antenne
zu einem Signal führen,
das in eine Richtung gerichtet ist, die sich von der tatsächlichen
Richtung zur Kommunikationseinheit 110 unterscheidet. In
Abhängigkeit
von einer Diskrepanz zwischen einer Richtung des gerichteten Signals,
wie es durch die Technik zur Strahlformung der Antenne bestimmt
ist, und einer Richtung zur Kommunikationsvorrichtung kann es für die Basisstation 101 stattdessen
vorteilhaft sein, eine maximale Bandbreite zu senden. Somit liefert
die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung für das Optimieren der
Verwendung einer Technik zur Strahlformung einer Antennenanordnung
durch die Bestimmung, ob die Technik zur Strahlformung der Antenne
verwendet werden soll, oder ob stattdessen mit einer maximalen Strahlbreite
gesendet werden soll.To give strength an RF signal passing through the communication unit 110 from the base station 101 was received, and the interference of the RF signal with communications between the base station 101 and other active communication units in the sector 131 to minimize, uses the base station 101 a technique for beam forming an antenna arrangement for transmitting the RF signal. The beamforming technique of the antenna arrangement allows the base station 101 a narrow focused signal to the communication unit 110 to send. In certain signal propagation situations where, for example, fading has a significant impact on the reception of the RF signal, or where an obstacle is the line of sight communications between the communication unit 110 and the base station 101 blocked, using a technique to beamform an antenna may result in a signal directed in a direction that is different from the actual direction to the communication unit 110 different. Depending on a discrepancy between a direction of the directional signal, as determined by the technique for beamforming the antenna, and a direction to the communication device, it may be for the base station 101 instead be advantageous to send a maximum bandwidth. Thus, the present invention provides A method and apparatus for optimizing the use of a technique for beamforming an antenna array by determining whether the technique is to be used to beamform the antenna, or instead to transmit with a maximum beamwidth.
Die
Funktion des Systems 100 bei der Bestimmung, ob ein Verfahren
zur Strahlformung einer Antenne verwendet werden soll, gestaltet
sich folgendermaßen.
Das System 100 bestimmt einen geographischen Ort einer
Kommunikationseinheit 110. In der bevorzugten Ausführungsform
sendet die Kommunikationseinheit 110, die in Bezug auf
die gemeinsame Zeitbasis synchronisiert ist, ein Signal an jede der
Basisstationen 101 bis 103. Das Signal umfasst eine
Kennung, wie eine identifizierende Sequenz von Symbolen, die eindeutig
zu einer Kommunikationseinheit 110 gehört, und es umfasst weiter Synchronisationssymbole,
Pilotsymbole und eine Anzeige der Sendezeit relativ zur gemeinsamen
Zeitbasis. Nach dem Empfang des Signals von der Kommunikationseinheit 110 bestimmt
jede der Basisstationen 101 bis 103 eine Ankunftszeit
des Signals und sendet die bestimmte Ankunftszeit an die bedienende
Basisstation 101. Der Prozessor 210 der Basisstation 101 fragt
die Standortdatenbank 128 ab, um die Standorte der Basisstationen 101 bis 103 zu
erhalten und bestimmt den Ort der Kommunikationseinheit 110 auf
der Basis der Standorte der Basisstationen, der Information über die
Ankunftszeit von jeder der Basisstationen 101 bis 103 und
unter Verwendung von Triangulationstechniken oder anderen geographischen
Schnitttechniken, die als Programme im Speicher 212 gespeichert
sind. Der Prozessor 210 speichert dann den bestimmten Ort
im Speicher 212.The function of the system 100 in determining whether to use a method of beamforming an antenna is as follows. The system 100 determines a geographical location of a communication unit 110 , In the preferred embodiment, the communication unit transmits 110 , which is synchronized with respect to the common time base, sends a signal to each of the base stations 101 to 103 , The signal comprises an identifier, such as an identifying sequence of symbols unique to a communication unit 110 and further includes synchronization symbols, pilot symbols and an indication of the transmission time relative to the common time base. After receiving the signal from the communication unit 110 determines each of the base stations 101 to 103 an arrival time of the signal and sends the determined time of arrival to the serving base station 101 , The processor 210 the base station 101 asks the location database 128 down to the locations of the base stations 101 to 103 and determines the location of the communication unit 110 based on the locations of the base stations, the information about the arrival time of each of the base stations 101 to 103 and using triangulation techniques or other geographic editing techniques as programs in memory 212 are stored. The processor 210 then stores the specific location in memory 212 ,
In
einer alternativen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sendet jede der Basisstationen 101 bis 103 ihre
jeweils bestimmten Ankunftszeiten an die Steuerung 122.
Der Prozessor 124 der Steuerung 122 fragt die
Standortdatenbank 128 ab, um die Orte der Basisstationen 101 bis 103 zu
erhalten, und bestimmt den Ort der Kommunikationseinheit 110 auf
der Basis der Standorte der Basisstationen, der Information über die
Ankunftszeit, die von jeder Basisstation 101 bis 103 empfangen
wird, und unter Verwendung von Triangulationstechniken oder anderen
geographischen Schnitttechniken, die als Programme im Speicher 126 gespeichert
sind. Die Steuerung 122 befördert dann den Ort der Kommunikationseinheit 110 an
die Basisstation 101, wo der Ort im Speicher 212 gespeichert
wird.In an alternative embodiment of the present invention, each of the base stations transmits 101 to 103 their respective specific arrival times to the controller 122 , The processor 124 the controller 122 asks the location database 128 off to the places of the base stations 101 to 103 and determines the location of the communication unit 110 based on the locations of the base stations, the information about the arrival time of each base station 101 to 103 is received, and using triangulation techniques or other geographic editing techniques, as programs in memory 126 are stored. The control 122 then moves the location of the communication unit 110 to the base station 101 where the place is in memory 212 is stored.
In
einer anderen alternativen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sendet jede Basisstation 101 bis 103 ein
Signal an die Kommunikationseinheit 110, um einen geographischen
Ort der Kommunikationseinheit 110 zu bestimmen. Jedes Signal
umfasst eine Kennung, wie eine identifizierende Sequenz von Symbolen,
die eindeutig der Basisstation 101 bis 103 entspricht,
die das entsprechende Signal sendet. Jedes Signal umfasst auch eine
Sendezeitanzeige relativ zur gemeinsamen Zeitbasis. Beim Empfangen
der Signale von den Basisstationen 101 bis 103 bestimmt
die Kommunikationseinheit 110 eine Zeitdifferenz der Ankunft
jedes Signals in Bezug auf jedes der anderen Signale und sendet
die bestimmten Zeitdifferenzen der Ankunft über eine der Basisstationen 101 bis 103 an
die Steuerung 122. Der Prozessor 124 in der Steuerung 122 fragt
die Standortdatenbank 128 ab, um die Orte der Basisstationen 101 bis 103 zu
erhalten, und bestimmt den geographischen Ort der Kommunikationseinheit 110 auf der
Basis der Orte der Basisstationen, der Zeitdifferenz der Ankunftsinformation,
die von der Kommunikationseinheit 110 empfangen wird, und
unter Verwendung von Triangulationstechniken oder anderen geographischen
Schnitttechniken, die als Programme im Speicher 126 gespeichert
sind. Die Steuerung 122 befördert dann den Ort der Kommunikationseinheit 110 an
die Basisstation 101, wo der Ort im Speicher 212 gespeichert
wird.In another alternative embodiment of the present invention, each base station transmits 101 to 103 a signal to the communication unit 110 to a geographical location of the communication unit 110 to determine. Each signal comprises an identifier, such as an identifying sequence of symbols unique to the base station 101 to 103 which sends the corresponding signal. Each signal also includes a transmission time indication relative to the common time base. When receiving the signals from the base stations 101 to 103 determines the communication unit 110 a time difference of the arrival of each signal with respect to each of the other signals, and sends the determined time differences of arrival via one of the base stations 101 to 103 to the controller 122 , The processor 124 in the controller 122 asks the location database 128 off to the places of the base stations 101 to 103 and determines the geographical location of the communication unit 110 based on the locations of the base stations, the time difference of the arrival information received from the communication unit 110 is received, and using triangulation techniques or other geographic editing techniques, as programs in memory 126 are stored. The control 122 then moves the location of the communication unit 110 to the base station 101 where the place is in memory 212 is stored.
In
einer nochmals anderen alternativen Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung umfasst die Kommunikationseinheit 110 weiter
einen GPS-Empfänger,
der mit dem Mikroprozessor 304 und der Antenne 308 verbunden
ist, und bestimmt selbst ihren geographischen Ort durch das Verwenden
des GPS-Empfängers,
um Signale von mindestens drei Satelliten aus einer Konstellation
von GPS-Satelliten zu empfangen. Die Kommunikationseinheit 110,
vorzugsweise ein Mikroprozessor 304, bestimmt dann ihren
eigenen Ort auf der Basis der Satellitensignale und gemäß bekannten
Techniken der Triangulation, wie sie in GPS-Systemen angewandt werden,
wobei diese Techniken als Programme im Speicher 306 gespeichert
sind. Die Kommunikationseinheit 110 befördert dann den bestimmten Ort
an die Basisstation 101, wo der Ort im Speicher 212 gespeichert
wird.In yet another alternative embodiment of the present invention, the communication unit comprises 110 Continue a GPS receiver with the microprocessor 304 and the antenna 308 itself determines its geographical location by using the GPS receiver to receive signals from at least three satellites from a constellation of GPS satellites. The communication unit 110 , preferably a microprocessor 304 , then determines its own location based on the satellite signals and according to known techniques of triangulation as applied in GPS systems, these techniques being stored as programs in memory 306 are stored. The communication unit 110 then transports the designated location to the base station 101 where the place is in memory 212 is stored.
Der
Prozessor 210 in der Basisstation 101 oder alternativ
der Prozessor 124 in der Steuerung 122 bestimmt
dann eine Distanz zwischen der Basisstation 101 und der
Kommunikationseinheit 110. Der Prozessor 210 führt einen
Distanzbestimmungsalgorithmus aus, der im Speicher 212 oder
alternativ im Speicher 126 gespeichert ist, wobei der Algorithmus den
Ort der Basisstation 101, der in der Standortdatenbank 128 gespeichert
ist, und den bestimmten Ort der Kommunikationseinheit 110,
der im Speicher 212 oder alternativ im Speicher 126 gespeichert
ist, verwendet. Der Prozessor 210 bestimmt auch eine Richtung
von der Basisstation 101 zur Kommunikationseinheit 110 auf
der Basis der zwei gespeicherten Orte. Der Prozessor 210 vergleicht
die bestimmte Distanz mit einem vorbestimmten Distanzschwellwert, beispielsweise
150 Meter, der im Speicher 212 gespeichert ist. Unter den
Faktoren, die bei der Bestimmung eines vorbestimmten Distanzschwellwerts
berücksichtigt
werden, sind die mittlere Geschwindigkeit der Kommunikationseinheiten
im Sektor (beispielsweise dem Sektor 131) und die Hindernisse, die
im Sektor existieren, so dass wenn sich eine Kommunikationseinheit
so dicht an der bedienenden Basisstation befindet, dass ein Strahl
maximaler Strahlbreite reichlich Energie besitzt, um die Kommunikationseinheit
zu erreichen, oder wenn sie ihren Ort so schnell ändert, dass
ein fokussierter Strahl häufig neu
justiert werden müsste,
wird ein Strahl mit maximaler Strahlbreite bevorzugt. Fachleute
werden erkennen, dass eine Vielzahl von Distanzen für einen vorbestimmten
Distanzschwellwert verwendet werden können, und dass der speziell
verwendete Schwellwert beim Konstrukteur des Systems liegt.The processor 210 in the base station 101 or alternatively the processor 124 in the controller 122 then determines a distance between the base station 101 and the communication unit 110 , The processor 210 executes a distance determination algorithm stored in memory 212 or alternatively in memory 126 where the algorithm is the location of the base station 101 in the site database 128 is stored, and the specific location of the communication unit 110 in the store 212 or alternatively in memory 126 stored, used. The processor 210 also determines a direction from the base station 101 to the communication unit 110 based on the two saved places. The processor 210 compares the determined distance with a predetermined distance threshold, for example 150 meters, in memory 212 is stored. Among the factors involved in the Bestim When a predetermined distance threshold value is taken into account, the average speed of the communication units in the sector (for example the sector 131 ) and the obstacles that exist in the sector so that when a communication unit is so close to the serving base station that a beam of maximum beam width has ample power to reach the communication unit, or if it changes its location so fast that Frequently, if a focused beam needs to be readjusted, a beam with maximum beamwidth is preferred. Those skilled in the art will recognize that a plurality of distances may be used for a predetermined distance threshold, and that the particular threshold used is at the designer of the system.
Wenn
die bestimmte Distanz kleiner oder gleich dem vorbestimmten Distanzschwellwert
ist, dann bestimmt die Basisstation 101, keine Technik zur
Strahlformung der Antennenanordnung zu verwenden, sondern stattdessen
mit einer maximalen Strahlbreite zu senden. Wenn die bestimmte Distanz größer als
der vorbestimmte Distanzschwellwert ist, dann bestimmt der Prozessor 210 auf
der Basis des bestimmten Orts der Kommunikationsvorrichtung 110 und
einer Ankunftsrichtung (direction of arrival, DOA) eines Signals,
das durch die Basisstation 101 von der Kommunikationseinheit 110 empfangen
wird, ob eine Technik zur Strahlformung der Antennenanordnung zu
verwenden ist, wobei die DOA in der unten beschriebenen Weise bestimmt
wird.If the determined distance is less than or equal to the predetermined distance threshold, then the base station determines 101 not to use beamforming technology of the antenna array, but instead to transmit with a maximum beamwidth. If the determined distance is greater than the predetermined distance threshold, then the processor determines 210 based on the particular location of the communication device 110 and a direction of arrival (DOA) of a signal transmitted by the base station 101 from the communication unit 110 whether to use a beamforming technique of the antenna array, the DOA being determined in the manner described below.
Das
System 100 bestimmt eine DOA eines Signals, das durch eine
Basisstation von einer Kommunikationseinheit, die durch die Basisstation
bedient wird, empfangen wird, in folgender Weise. Einer Kommunikationseinheit
(beispielsweise die Kommunikationseinheit 110), die sich
in einem Sektor (beispielsweise dem Sektor 131) befindet,
der von einer bedienenden Basisstation (beispielsweise der Basisstation 101)
bedient wird, wird ein Kommunikationskanal, der vorzugsweise eine
Frequenzbandbreite einschließt,
für Funkfrequenzkommunikationen
(RF) zwischen der Kommunikationseinheit 110 und der Basisstation 101 zugewiesen.
Die Kommunikationseinheit 110 sendet ein RF-Signal 150 im
zugewiesenen Kommunikationskanal an die Basisstation 101, wobei
das RF-Signal 150 für
einen Empfang an jeder der mehreren Antennen 144, 145 der
Antennenanordnung 141 verfügbar ist.The system 100 determines a DOA of a signal received by a base station from a communication unit served by the base station in the following manner. A communication unit (for example, the communication unit 110 ), which are in one sector (for example the sector 131 ) located by a serving base station (e.g., the base station 101 ), a communication channel which preferably includes a frequency bandwidth is used for radio frequency communications (RF) between the communication unit 110 and the base station 101 assigned. The communication unit 110 sends an RF signal 150 in the assigned communication channel to the base station 101 where the RF signal 150 for reception at each of the multiple antennas 144 . 145 the antenna arrangement 141 is available.
Das
Signal 150 wird von einer ersten Antenne 144 der
mehreren Antennen 144, 145 der Antennenanordnung
empfangen, um ein erstes empfangenes Signal zu erzeugen, und durch
eine zweite Antenne 145 der mehreren Antennen 144, 145,
um ein zweites empfangenes Signal zu erzeugen. Die Antenne 144 befördert das
erste empfangene Signal an eine erste Empfängereinheit 204 der
mehreren Empfängereinheiten 204 bis 209,
und die Antenne 145 befördert
das zweite empfangene Signal an eine zweite Empfängereinheit 205 der
mehreren Empfängereinheiten 204 bis 209.The signal 150 is from a first antenna 144 the multiple antennas 144 . 145 the antenna arrangement to generate a first received signal, and by a second antenna 145 the multiple antennas 144 . 145 to generate a second received signal. The antenna 144 conveys the first received signal to a first receiver unit 204 the multiple receiver units 204 to 209 , and the antenna 145 conveys the second received signal to a second receiver unit 205 the multiple receiver units 204 to 209 ,
In
der Empfängereinheit 204 wird
das erste empfangene Signal an ein RF-Filter 220 gegeben,
wo Außerbandrauschen
aus dem Signal entfernt wird, um ein erstes gefiltertes Signal zu
erzeugen. Das erste gefilterte Signal wird an einen Demodulator 224 befördert, zusammen
mit einem Referenzsignal, das von einem lokalen Oszillator 222 erzeugt
wird. Vorzugsweise ist die Frequenz des Referenzsignals ungefähr die Frequenz
des Signals 150. Der Demodulator 245 mischt das
erste gefilterte Signal mit dem Referenzsignal, um ein erstes Basisbandsignal
zu erzeugen. Das erste Basisbandsignal wird an einen A/D-Wandler 224 gegeben,
der das erste Basisbandsignal digitalisiert, um ein erstes digitalisiertes
Basisbandsignal zu erzeugen. Die Empfängereinheit 204 befördert dann
das erste digitalisierte Basisbandsignal an den Prozessor 210.In the receiver unit 204 becomes the first received signal to an RF filter 220 where out-of-band noise is removed from the signal to produce a first filtered signal. The first filtered signal is sent to a demodulator 224 conveyed, along with a reference signal from a local oscillator 222 is produced. Preferably, the frequency of the reference signal is approximately the frequency of the signal 150 , The demodulator 245 The first filtered signal mixes with the reference signal to produce a first baseband signal. The first baseband signal is sent to an A / D converter 224 which digitizes the first baseband signal to produce a first digitized baseband signal. The receiver unit 204 then feeds the first digitized baseband signal to the processor 210 ,
Ähnlich der
Verarbeitung des ersten empfangenen Signals wird in der Empfängereinheit 205 das zweite
empfangene Signal an den RF-Filter 220 gegeben, wo Außerbandrauschen
vom Signal entfernt wird, um ein zweites gefiltertes Signal zu erzeugen. Das
zweite gefilterte Signal wird an einen Demodulator 224 befördert, zusammen
mit einem Referenzsignal, das von einem lokalen Oszillator 222 erzeugt wird.
Vorzugsweise ist die Frequenz des Referenzsignals ungefähr die Frequenz
des Signals 150. Der Demodulator 224 mischt das
zweite gefilterte Signal mit dem Referenzsignal, um ein zweites
Basisbandsignal zu erzeugen. Das zweite Basisbandsignal wird an
einen A/D-Wandler 226 befördert, der
das zweite Basisbandsignal digitalisiert, um ein zweites digitalisiertes
Basisbandsignal zu erzeugen. Die Empfängereinheit 206 befördert dann
das zweite digitalisierte Basisbandsignal an den Prozessor 210.Similar to the processing of the first received signal is in the receiver unit 205 the second received signal to the RF filter 220 where out of band noise is removed from the signal to produce a second filtered signal. The second filtered signal is sent to a demodulator 224 conveyed, along with a reference signal from a local oscillator 222 is produced. Preferably, the frequency of the reference signal is approximately the frequency of the signal 150 , The demodulator 224 The second filtered signal mixes with the reference signal to produce a second baseband signal. The second baseband signal is sent to an A / D converter 226 which digitizes the second baseband signal to produce a second digitized baseband signal. The receiver unit 206 then feeds the second digitized baseband signal to the processor 210 ,
Nach
dem Empfangen des ersten digitalisierten Basisbandsignals und des
zweiten digitalisierten Basisbandsignals bestimmt der Prozessor 210 eine Ankunftszeit
(TOA) oder alternativ eine Phase der Ankunft für das erste empfangende Signal
und das zweite empfangene Signal. Jede Bestimmung der TOA oder Ankunftsphase
erfolgt unter Bezug auf die gemeinsame Zeitbasis und basiert auf
bekannten Verzögerungen
im Pfad der ersten und zweiten empfangenden Signale von den jeweiligen
Empfangsantennen 144, 145 zum Prozessor 210,
wobei diese Verzögerungen
im Speicher 212 gespeichert sind.After receiving the first digitized baseband signal and the second digitized baseband signal, the processor determines 210 an arrival time (TOA) or, alternatively, a phase of arrival for the first received signal and the second received signal. Each determination of the TOA or arrival phase is based on the common time base and is based on known delays in the path of the first and second received signals from the respective receive antennas 144 . 145 to the processor 210 , with these delays in memory 212 are stored.
Der
Prozessor 210 bestimmt dann eine Ankunftsrichtung (DOA)
für das
Signal 150 durch das Ausführungen eines DOA-Algorithmus, der
im Speicher 212 gespeichert ist. Der DOA-Algorithmus bestimmt
eine DOA für
das Signal 150 auf der Basis von TOA-Bestimmungen für jedes
der ersten und zweiten empfangenen Signale und weiter basierend
auf einer vorbestimmten räumlichen
Trennung und Richtungsausrichtung jeder der mehreren Antennen 144, 145 in der
Anordnung 141 in Bezug auf die anderen Antennen in der
Anordnung. Vorzugsweise werden die räumliche Trennung, vorzugsweise
eine halbe Wellenlänge,
und die Richtungsausrichtung jeder der mehreren Antennen 144, 145 im
Speicher 212 gespeichert. Alternativ kann der DOA-Algorithmus
eine DOA für
das Signal 150 auf der Basis einer Phase des Signals, das
an jedem der mehreren Antennen 144, 145 empfangen
wird, und der vorbestimmten räumliche
Trennung und Ausrichtung jeder der mehreren Antennen bestimmen.
Es gibt viele Algorithmen, die für
eine Bestimmung der DOA verfügbar sind.
Ein solcher Algorithmus, der in der bevorzugten Ausführungsform
verwendet wird, ist ein Algorithmus der Schätzung von Signalparametern über rotationsinvariante
Techniken (ESPRIT), wobei dieser Algorithmus beschrieben ist im
Papier "ESPRIT – Estimation
of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques", IEEE Transactions
an Accoustics, Speech and Signal Processing, Band 37, Nr. 7, Juli 1989.
Ein anderer Algorithmus, der hier verwendet werden kann, ist die
Multiple Signalidentifikation und Klassifikation (MUSIC). Der Prozessor 210 befördert dann
die bestimmt DOA zum Speicher 212, wo die bestimmte DOA
in einer Datenanordnung gespeichert wird.The processor 210 then determines an arrival direction (DOA) for the signal 150 through the implementations of a DOA algorithm stored in memory 212 is stored. The DOA algorithm determines a DOA for the signal 150 on the basis of TOA determinations for each of the first and second received signals and further based on a predetermined spatial separation and directional orientation of each of the plurality of antennas 144 . 145 in the arrangement 141 with respect to the other antennas in the array. Preferably, the spatial separation, preferably one-half wavelength, and the directionality of each of the multiple antennas 144 . 145 In the storage room 212 saved. Alternatively, the DOA algorithm may provide a DOA for the signal 150 based on a phase of the signal present at each of the multiple antennas 144 . 145 and determine the predetermined spatial separation and orientation of each of the multiple antennas. There are many algorithms available for a determination of DOA. One such algorithm used in the preferred embodiment is an algorithm of estimation of signal parameters via rotationally invariant techniques (ESPRIT), this algorithm being described in the paper "ESPRIT - Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques", IEEE Transactions to Accoustics , Speech and Signal Processing, Vol. 37, No. 7, July 1989. Another algorithm that can be used here is Multiple Signal Identification and Classification (MUSIC). The processor 210 then transport the definitely DOA to the store 212 where the particular DOA is stored in a data array.
In
der bevorzugten Ausführungsform
werden die obigen Prozeduren, mit denen der Prozessor 210 ein
Signal von der Kommunikationseinheit 110 über jede
der mehreren Antennen 144, 145 der Anordnung 141 empfängt, eine
DOA für
das empfangene Signal bestimmt, und die DOA im Speicher 212 speichert,
alle 1,25 Millisekunden (ms) wiederholt. Nach dem Ansammeln von
320 DOA-Bestimmungen in der Datenanordnung im Speicher 212,
was ungefähr
0,4 Sekunden dauert, bestimmt der Prozessor 210 ein DOA-Mittelwert
und eine DOA-Varianz auf der Basis der angesammelten DOA-Bestimmungen
durch das Ausführen
eines statistischen Analyseprogramms, das im Speicher 212 gespeichert
ist. Der DOA-Mittelwert bildet eine geschätzte geographische Richtung von
der Basisstation 101 zur Kommunikationseinheit 110 auf
der Basis einer ankommenden Richtung der Signale, die durch die
Basisstation 101 von der Kommunikationseinheit 110 empfangen
werden.In the preferred embodiment, the above procedures are used by the processor 210 a signal from the communication unit 110 over each of the multiple antennas 144 . 145 the arrangement 141 receives, determines a DOA for the received signal, and the DOA in memory 212 stores every 1.25 milliseconds (ms). After accumulating 320 DOA provisions in the data array in memory 212 , which takes about 0.4 seconds, determines the processor 210 a DOA mean and a DOA variance based on accumulated DOA determinations by running a statistical analysis program stored in memory 212 is stored. The DOA average forms an estimated geographic direction from the base station 101 to the communication unit 110 based on an incoming direction of the signals passing through the base station 101 from the communication unit 110 be received.
Das
System 100 vergleicht dann die geschätzte geographische Richtung
zur Kommunikationseinheit 110 von der Basisstation 101 mit
der bestimmten Richtung von der Basisstation 101 zur Kommunikationseinheit 110,
bestimmt eine Differenz zwischen der geschätzten geographischen Richtung und
der bestimmten Richtung und vergleicht die bestimmte Differenz mit
einem Differenzschwellwert. 4 zeigt
die Verwendung von Vektoren, um den Vergleich auszuführen und
die Differenz zu bestimmen, und wird hier präsentiert, damit der Leser die Prinzipien
der Erfindung besser versteht. Der Prozessor 210 bestimmt
einen ersten Vektor 404, der sich von der Basisstation 101 zum
bestimmten geographischen Ort einer Kommunikationseinheit 110 erstreckt
(das ist die bestimmte Richtung von der Basisstation 101 zur
Kommunikationseinheit 110) und einen zweiten Vektor 406,
der sich von der Basisstation 101 in der Richtung der geschätzten geographischen
Richtung zur Kommunikationseinheit 110 erstreckt. Der Prozessor 210 bestimmt
dann eine Winkeldifferenz 408 (das ist ein Kreuzungswinkel)
zwischen dem ersten Vektor 404 und dem zweiten Vektor 406.The system 100 then compares the estimated geographic direction to the communication unit 110 from the base station 101 with the particular direction from the base station 101 to the communication unit 110 , determines a difference between the estimated geographic direction and the determined direction and compares the determined difference with a difference threshold. 4 Figure 4 illustrates the use of vectors to make the comparison and determine the difference, and is presented here to help the reader better understand the principles of the invention. The processor 210 determines a first vector 404 that is different from the base station 101 to the specific geographical location of a communication unit 110 extends (this is the specific direction from the base station 101 to the communication unit 110 ) and a second vector 406 that is different from the base station 101 in the direction of the estimated geographical direction to the communication unit 110 extends. The processor 210 then determines an angular difference 408 (this is a crossing angle) between the first vector 404 and the second vector 406 ,
Der
Prozessor 210 vergleicht den Kreuzungswinkel 408 mit
einem vorbestimmten Winkelschwellwert. Ein Wert für den vorbestimmten
Winkelschwellwert basiert auf dem Wunsch, die Wahrscheinlichkeit
des Erreichens einer Kommunikationseinheit mit einem gesendeten
Signal zu maximieren und einem Wunsch die Wahrscheinlichkeit der
Interferenz mit anderen Sendungen in einem Sektor (das ist Sektor 131)
zu minimieren. Faktoren, wie das Verkehrsniveau im Sektor 131,
geographische Merkmale (wie Hügel
und Gebäude)
des Sektors, ein Signalausbreitungsmodell, das verwendet wird, um
eine Ausbreitung eines Signals im Sektor 131 zu kennzeichnen,
und die Anzahl der Antennen in einer Antennenanordnung können bei der
Auswahl eines vorbestimmten Winkelschwellwerts berücksichtigt
werden. Wenn beispielsweise die Antennenanordnung 141 zwei
Antennen einschließt,
kann ein Kreuzungswinkel von ungefähr 80° passend sein, während wenn
die Antennenanordnung 141 vier Antennen einschließt, ein
Kreuzungswinkel von ungefähr
50° passend
sein kann, da die Antennenanordnung einen schmaler fokussierten
Strahl senden kann, wenn die Anordnung eine größere Zahl von Antennen einschließt.The processor 210 compares the crossing angle 408 with a predetermined angle threshold. A value for the predetermined angle threshold is based on the desire to maximize the likelihood of reaching a communication unit with a transmitted signal, and a desire the likelihood of interference with other transmissions in a sector (that is sector 131 ) to minimize. Factors such as the traffic level in the sector 131 Geographical features (such as hills and buildings) of the sector, a signal propagation model used to propagate a signal in the sector 131 and the number of antennas in an antenna array can be taken into account when selecting a predetermined angle threshold. For example, if the antenna arrangement 141 includes two antennas, a crossing angle of about 80 ° may be appropriate, while if the antenna arrangement 141 four antennas, a crossing angle of about 50 ° may be appropriate because the antenna arrangement may transmit a narrower focused beam when the arrangement includes a larger number of antennas.
Wenn
der Kreuzungswinkel 408 größer als der vorbestimmte Winkelschwellwert
ist, dann bestimmt die Basisstation 101, keine Technik
zur Strahlformung einer Antenneanordnung zu verwenden und stattdessen
mit einer maximalen Strahlbreite zu senden. Wenn jedoch der Kreuzungswinkel 408 kleiner oder
gleich dem vorbestimmten Winkelschwellwert ist, und, wie das oben
detailliert angegeben ist, die bestimmte Distanz zwischen der Basisstation 101 und
dem bestimmten geographischen Ort der Kommunikationseinheit 110,
die in 4 als bestimmte Distanz 402 gezeigt ist,
größer als
der vorbestimmte Distanzschwellwert ist, dann bestimmt der Prozessor 210,
ob eine Technik zur Strahlformung der Antennenanordnung zu verwenden
ist, auf der Basis einer Änderungsrate
des Signalqualitätsmaßes, wie
das unten beschrieben wird.When the crossing angle 408 is greater than the predetermined angle threshold, then the base station determines 101 not to use a beamforming technique of an antenna array and instead to transmit with a maximum beamwidth. However, if the crossing angle 408 is less than or equal to the predetermined angle threshold, and, as detailed above, the determined distance between the base station 101 and the particular geographical location of the communication unit 110 , in the 4 as a certain distance 402 is greater than the predetermined distance threshold, then the processor determines 210 Whether to use a technique for beamforming the antenna array based on a rate of change of the signal quality measure, as described below.
Die Änderungsrate
des Signalqualitätsmaßes basiert
auf mehreren Bestimmungen eines Signalqualitätsmaßes, wobei das Signalqualitätsmaß in folgender
Weise bestimmt wird. Wie in 2 gezeigt ist,
umfasst jede Basisstation 101 bis 103 weiter einen
Signalsummierer 230, der mit Mitteln für das Analysieren eines Spektrums
eines RF-Eingangssignals 232 versehen ist, vorzugsweise
einem Spektrum-Analysator für
das Analysieren des Spektrums des empfangenen RF-Signals 150,
wobei der Summierer 230 und der Spektrum-Analysator 232 vorzugsweise
im Prozessor 210 eingeschlossen sind. Das erste digitalisierte
Basisbandsignal, das vom ersten empfangenen Signal abgeleitet wird,
und das zweite digitalisierte Basisbandsignal, das vom zweiten empfangenen
Signal abgeleitet wird, werden im Summierer 230 kombiniert,
um ein kombiniertes Basisbandsignal zu erzeugen. Das kombinierte
Basisbandsignal wird dann an den Spektrum-Analysator 232 gegeben,
und ein Signalqualitätsmaß, vorzugsweise
ein Signal-zu-Rausch-Verhältnis (SNR),
wird bestimmt. Fachleute werden erkennen, dass es eine Vielzahl
von Signalqualitätsmaßen gibt,
wie die Signalleistung oder die Bitfehlerraten (für digitale
Kommunikationssysteme), die hier verwendet werden können, ohne
vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Das SNR soll
hier dem Leser als ein Beispiel eines Signalqualitätsmaßes präsentiert werden,
um die Prinzipien der vorliegenden Erfindung besser zu illustrieren.The rate of change of the signal quality measure is based on several determinations of a signal quality measure, the signal quality measure being determined in the following way. As in 2 is shown, includes each base station 101 to 103 continue a signal summer 230 comprising means for analyzing a spectrum of an RF input signal 232 preferably a spectrum analyzer for analyzing the spectrum of the received RF signal 150 , where the summer 230 and the spectrum analyzer 232 preferably in the processor 210 are included. The first digitized baseband signal derived from the first received signal and the second digitized baseband signal derived from the second received signal are summated 230 combined to produce a combined baseband signal. The combined baseband signal is then sent to the spectrum analyzer 232 given, and a signal quality measure, preferably a signal-to-noise ratio (SNR) is determined. Those skilled in the art will recognize that there are a variety of signal quality measures, such as signal power or bit error rates (for digital communication systems), that can be used herein without departing from the scope of the present invention. The SNR is hereby presented to the reader as an example of a signal quality measure to better illustrate the principles of the present invention.
Das
SNR wird durch spektrale Analysetechniken bestimmt. Das Spektrum
des kombinierten Basisbandsignals wird im Spektrum-Analysator 232 analysiert.
In der bevorzugten Ausführungsform
werden die Funktionen des Spektrum-Analysators 232 durch
den Prozessor 210 ausgeführt, der eine schnelle Fourier-Transformation (FFT)
auf dem kombinierten Basisbandsignal ausführt, um die Frequenzkomponenten
des kombinierten Basisbandsignals und ihre Größen zu bestimmen. Die Größen der Frequenzkomponenten
werden dann verwendet, um die gesamte Leistung, vorzugsweise in
Dezibel, die sich auf Milliwatt beziehen (dBm), im Kommunikationskanal
und in den oberen und unteren Frequenzbändern neben dem Kommunikationskanal
zu berechnen. Der Prozessor 210 berechnet dann ein Verhältnis der
Gesamtleistungspegel im Band und im benachbarten Band, um ein SNR
zu erzeugen und speichert das SNR im Speicher 212. Fachleute
werden erkennen, dass es andere wohl bekannte Spektralanalysetechniken
gibt, wie eine diskrete Transformation, um das Frequenzspektrum
des kombinierten Basisbandsignals zu erhalten und um Leistungsberechnungen
zu mitteln für
den Vergleich von Leistungspegeln im Band und im benachbarten Band,
die hier verwendet werden können,
ohne von der Idee und dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Die Verwendung der FFT und der Gesamtleistung soll dem Leser hier
ein Beispiel einer Spektralanalysetechnik liefern, um die Prinzipien
der vorliegenden Erfindung besser zu illustrieren.The SNR is determined by spectral analysis techniques. The spectrum of the combined baseband signal is in the spectrum analyzer 232 analyzed. In the preferred embodiment, the functions of the spectrum analyzer 232 through the processor 210 performing fast Fourier transform (FFT) on the combined baseband signal to determine the frequency components of the combined baseband signal and their magnitudes. The magnitudes of the frequency components are then used to calculate the total power, preferably in decibels, relative to milliwatts (dBm) in the communication channel and in the upper and lower frequency bands adjacent to the communication channel. The processor 210 then calculates a ratio of the total power levels in the band and in the adjacent band to produce an SNR and stores the SNR in memory 212 , Those skilled in the art will recognize that there are other well-known spectral analysis techniques, such as a discrete transform, to obtain the frequency spectrum of the combined baseband signal and to average power calculations for comparison of band and adjacent band power levels that can be used herein without to deviate from the idea and scope of the present invention. The use of FFT and overall performance is intended to provide the reader with an example of a spectral analysis technique to better illustrate the principles of the present invention.
In
der bevorzugten Ausführungsform
bestimmt die Basisstation 101 periodisch, vorzugsweise
einmal alle 0,4 Sekunden, das Signalqualitätsmaß, wie es oben beschrieben
ist, für
Signale, die von der Kommunikationseinheit 110 empfangen
werden, und speichert es. Unter Bezug auf den Speicher 212 vergleicht
der Prozessor 210 jedes neu bestimmte Signalqualitätsmaß (das ist
das SNR) mit einer direkt vorhergehenden Signalqualitätsmaßbestimmung
und bestimmt eine Änderungsrate
des Signalqualitätsmaßes (das
ist die Änderungsrate
der SNRs) auf der Basis einer Differenz zwischen den zwei Signalqualitätsmaßen. Der
Prozessor 210 vergleicht dann die bestimmte Änderungsrate
des Signalqualitätsmaßes mit
einem vorbestimmten Schwellwert der Änderungsrate des Signalqualitätsmaßes. Der
Schwellwert der Änderungsrate
wird vom Konstrukteur des Systems 100 bestimmt, vorzugsweise
auf der Basis von Faktoren, wie dem Muster und dem Niveau des Verkehrs
im Sektor (das ist der Sektor 131) und der Anzahl der Hindernisse
im Sektor. Fachleute erkennen, dass eine Vielzahl von Werten für den vorbestimmten
Schwellwert der Änderungsrate
verwendet werden können,
ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.In the preferred embodiment, the base station determines 101 periodically, preferably once every 0.4 seconds, the signal quality measure, as described above, for signals received from the communication unit 110 receive and save it. With reference to the memory 212 the processor compares 210 each newly determined signal quality measure (that is the SNR) with a directly preceding signal quality measure and determines a rate of change of the signal quality measure (that is, the rate of change of the SNRs) based on a difference between the two signal quality measures. The processor 210 then compares the determined rate of change of the signal quality measure with a predetermined threshold of the rate of change of the signal quality measure. The threshold of the rate of change is determined by the designer of the system 100 determined, preferably on the basis of factors such as the pattern and level of traffic in the sector (this is the sector 131 ) and the number of obstacles in the sector. Those skilled in the art will recognize that a variety of values for the predetermined threshold rate of change may be used without departing from the scope of the present invention.
In
der bevorzugten Ausführungsform
ist der vorbestimmte Schwellwert der Änderungsrate die maximale Rate
der Signalqualitätsverschlechterung, die
vom System 100 toleriert wird, verursacht durch einen Schwund
oder Hindernisse oder eine Vielzahl anderer Faktoren, jenseits dessen
das System 100, vorzugsweise die Basisstation 101,
keine Technik der Strahlformung der Antennenanordnung verwenden wird.
Der Prozessor 210 subtrahiert ein neu bestimmtes Signalqualitätsmaß von einer
vorherigen Bestimmung eines Signalqualitätsmaßes, um eine Änderungsrate
des Signalqualitätsmaßes zu bestimmen. Wenn
die Differenz größer als
der vorbestimmte Schwellwert der Änderungsrate ist, verwendet
dann der Prozessor 210 eine maximale Strahlbreite für Sendungen
zur Kommunikationseinheit 110. Beispielsweise und nur für den Zweck
der Illustration der Prinzipien der vorliegenden Erfindung ist,
wenn das neu bestimmte SNR –10
dBm ist, und das direkt vorhergehende SNR 0 dBm ist, die Änderungsrate
des Signalqualitätsmaßes 0 dBm – (–10 dBm)
= 10 dBm pro Sekunde. Die bestimmte Änderungsrate (10 dBm pro Sekunde)
wird mit einem vorbestimmten Schwellwert der Änderungsrate, beispielsweise
8 dBm pro Sekunde verglichen. Wenn die bestimmte Änderungsrate
größer als
der Schwellwert der Änderungsrate
ist, verwendet der Prozessor eine maximale Strahlbreite für Sendungen
an die Kommunikationseinheit 110. Wenn jedoch die bestimmte Änderungsrate
kleiner oder gleich dem Schwellwert der Änderungsrate ist, und wenn,
wie das oben beschrieben ist, der Kreuzungswinkel 408 kleiner
oder gleich einem vorbestimmten Winkelschwellwert ist, und wenn die
bestimmte Distanz 402 größer als der vorbestimmte Distanzschwellwert
ist, bestimmt dann der Prozessor 210, eine Technik zur
Strahlformung der Antennenanordnung zu verwenden.In the preferred embodiment, the predetermined rate of change rate threshold is the maximum rate of signal quality degradation experienced by the system 100 is tolerated, caused by a fading or obstacles or a variety of other factors beyond which the system 100 , preferably the base station 101 , will not use beamforming technology of the antenna arrangement. The processor 210 subtracts a newly determined signal quality measure from a previous determination of a signal quality measure to determine a rate of change of the signal quality measure. If the difference is greater than the predetermined threshold rate of change, then the processor uses 210 a maximum beam width for transmissions to the communication unit 110 , For example, and only for the purpose of illustrating the principles of the present invention, when the newly determined SNR is -10 dBm and the immediately preceding SNR is 0 dBm, the rate of change of the signal quality measure is 0 dBm - (-10 dBm) = 10 dBm per Second. The determined rate of change (10 dBm per second) is compared to a predetermined threshold rate of change, for example 8 dBm per second. If the determined rate of change is greater than the threshold rate of change, the processor uses a maximum beamwidth for transmissions to the communication unit 110 , However, if the determined rate of change is less than or equal to the threshold rate of change, and if so, as described above is, the crossing angle 408 is less than or equal to a predetermined angle threshold, and if the determined distance 402 is greater than the predetermined distance threshold, then determines the processor 210 to use a beam shaping technique of the antenna arrangement.
Techniken
zur Strahlformung einer Antenne sind wohl bekannt. Viele basieren
auf dem Fokussieren eines Antennenstrahls in der Richtung der maximal
empfangenen Signalstärke
(durch die Basisstation 101 von der Kommunikationseinheit 110).
In der bevorzugten Ausführungsform
verwendet die Basisstation 101 eine Technik zur Strahlformung
einer Antenne, wie sie im US-Patent 5,936,569 "Method and Arrangement
for Adjusting Antenna Pattern" beschrieben
ist, wobei dieses Patent auf den Anmelder der vorliegenden Erfindung übertragen
wurde und hiermit eingeschlossen wird. Die Technik, die verwendet
wird, um ein Muster eines Antennenstrahls zu bestimmen, ist für die vorliegende
Erfindung nicht kritisch, und Fachleute werden erkennen, dass irgend ein
Verfahren aus einer Zahl von Strahlformungsverfahren hier verwendet
werden kann, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.Techniques for beamforming an antenna are well known. Many are based on focusing an antenna beam in the direction of maximum received signal strength (through the base station 101 from the communication unit 110 ). In the preferred embodiment, the base station uses 101 a technique for beam shaping an antenna, as used in U.S. Patent 5,936,569 "Method and Arrangement for Adjusting Antenna Pattern", this patent being assigned to the assignee of the present invention and incorporated herein by reference. The technique used to determine a pattern of an antenna beam is not critical to the present invention, and those skilled in the art will recognize that any of a number of beamforming methods may be used herein without departing from the scope of the present invention.
Die
obige Beschreibung als auch die folgende betrachtet drei bestimmte
Differenzen zwischen Faktoren, die vom System 100 bestimmt
werden, und jeden der drei vorbestimmten Schwellwerte, bevor sie
bestimmt, eine Technik zur Strahlformung einer Antennenanordnung
zu verwenden. Gemäß der vorliegenden
Erfindung bestimmt jedoch das System 100, vorzugsweise
die Basisstation 101, ob eine Technik zur Strahlformung
der Antennenanordnung zu verwenden ist, zumindest auf der Basis
einer Richtungsdifferenz, wenn der Kreuzungswinkel 408 kleiner
oder gleich dem vorbestimmten Winkelschwellwert ist, und ein Senden
mit einer maximalen Strahlweite zu verwenden, wenn der Kreuzungswinkel 408 größer als
der vorbestimmte Winkelschwellwert ist. Die Basisstation 101 kann
bestimmten, eine Technik zur Strahlformung der Antennenanordnung zu
verwenden, zusätzlich
basierend darauf, wenn die bestimmte Distanz 402 größer als
der vorbestimmte Distanzschwellwert ist, und ein Senden mit einer
maximalen Strahlbreite zu verwenden, wenn die bestimmte Distanz 402 kleiner
oder gleich dem vorbestimmten Distanzschwellwert ist. Weiter kann
die Basisstation 101 bestimmen, eine Technik zur Strahlformung
der Antennenanordnung zu verwenden, zusätzlich basierend darauf, wenn
die bestimmte Änderungsrate
des Signalqualitätsmaßes kleiner
oder gleich dem vorbestimmten Schwellwert der Änderungsrate des Signalqualitätsmaßes ist,
und ein Senden mit einer maximalen Strahlbreite zu verwenden, wenn
die bestimmte Änderungsrate
des Signalqualitätsmaßes größer als
der vorbestimmte Schwellwert der Änderungsrate des Signalqualitätsmaßes ist.The above description as well as the following considers three specific differences between factors arising from the system 100 and determining each of the three predetermined thresholds before determining to use a beamforming technique of an antenna array. However, according to the present invention, the system determines 100 , preferably the base station 101 Whether to use a beamforming technique of the antenna array, based at least on a directional difference, when the crossing angle 408 is less than or equal to the predetermined angle threshold, and to use transmission with a maximum beamwidth when the crossing angle 408 is greater than the predetermined angle threshold. The base station 101 may be certain to use a technique for beam forming the antenna array, additionally based on it, if the given distance 402 is greater than the predetermined distance threshold, and to use transmission with a maximum beam width when the determined distance 402 is less than or equal to the predetermined distance threshold. Next, the base station 101 in addition to using a technique for beamforming the antenna array, additionally based on when the determined rate of change of the signal quality measure is less than or equal to the predetermined threshold rate of change of the signal quality measure, and using transmission with a maximum beam width if the determined rate of change of the signal quality measure is greater is the predetermined threshold of the rate of change of the signal quality measure.
Durch
die Bestimmung, eine Technik zur Strahlformung einer Antennenanordnung
in einigen Situationen zu verwenden und ein Senden mit maximaler
Strahlbreite in anderen Situationen, sucht die vorliegende Erfindung
eine Wahrscheinlichkeit zu optimieren, dass ein Signal, das von
der Basisstation 101 gesandt wird, durch die Kommunikationseinheit 110 empfangen
wird, während
sie das Potential für eine
Interferenz der Sendung zur Kommunikationseinheit 110 mit
Sendungen zu anderen Kommunikationseinheiten im Sektor 131 minimiert,
um somit die Verwendung der Technik zur Strahlformung einer Antennenanordnung
zu optimieren. Eine Differenz zwischen der Richtung von der Basisstation 101 zur Kommunikationseinheit 110 und
der Ankunftsrichtung der Signale, die von der Kommunikationseinheit 110 empfangen
werden, die einen vorbestimmten Schwellwert übersteigt, zeigt, dass eine
Technik zur Strahlformung einer Antennenanordnung, die einen Strahl
einer Antennenanordnung in der Richtung der maximal empfangenen
Signalstärke
fokussiert, zu einem fehlausgerichteten Antennenstrahl führen würde. In
einem solchen Fall würde
die Verwendung einer maximalen Antennenstrahlbreite den Empfang eines
Signals, das von der Basisstation 101 gesendet wurde, durch
die Kommunikationseinheit 110 besser gewährleisten.
Weiterhin kann die Basisstation durch die Überwachung einer Änderungsrate
eines Signalqualitätsmaßes bestimmen,
ob eine Kommunikationseinheit ein leicht fehlgerichtetes Signal
nicht akzeptabel empfangen kann, beispielsweise weil die Kommunikationseinheit
hinter einem Gebäude
vorbeigeht oder sich durch eine Straßenschlucht bewegt, und eine
Diffraktion oder Diffusion einer Sendung mit maximaler Strahlbreite
kann passender sein. Zusätzlich
sollte, wenn sich die Kommunikationseinheit 110 innerhalb
einer vorbestimmten Distanz zur Basisstation befindet, eine Sendung
mit maximaler Strahlbreite eine ausreichende Energie haben, um die
Kommunikationseinheit 110 zu erreichen, wohingegen es sein
kann, dass ein schmal fokussierter Strahl nicht mit den Bewegungen
der Kommunikationseinheit 110 Schritt halten kann.By determining to use a beamforming technique of an antenna array in some situations and transmitting with maximum beamwidth in other situations, the present invention seeks to optimize a probability that a signal transmitted by the base station 101 is sent by the communication unit 110 while receiving the potential for interference of the transmission to the communication unit 110 with broadcasts to other communication units in the sector 131 minimized so as to optimize the use of the beamforming technique of an antenna array. A difference between the direction from the base station 101 to the communication unit 110 and the arrival direction of the signals received from the communication unit 110 which exceeds a predetermined threshold indicates that a beamforming technique of an antenna array that focuses a beam of an antenna array in the direction of maximum received signal strength would result in a misaligned antenna beam. In such a case, the use of a maximum antenna beam width would require the reception of a signal from the base station 101 was sent by the communication unit 110 better guarantee. Further, by monitoring a rate of change of a signal quality measure, the base station may determine whether a communication unit can not accept a slightly misdirected signal unacceptably, for example because the communication unit passes behind a building or moves through a street canyon, and diffracts or diffuses a broadcast of maximum beamwidth may be more appropriate. In addition, when the communication unit should be 110 is within a predetermined distance from the base station, a broadcast having maximum beam width will have sufficient power to the communication unit 110 whereas a narrow focused beam can not match the movements of the communication unit 110 Can keep up.
5 ist ein logisches Flussdiagramm 500 der
Schritte, die durch eine Kommunikationseinheit ausgeführt werden,
um zu bestimmen, ob eine Technik zur Strahlformung einer Antennenanordnung
zu verwenden ist, und um somit die Verwendung der Technik zur Strahlformung
der Antennenanordnung gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zu optimieren. In der bevorzugten Ausführungsform
ist die Kommunikationsvorrichtung eine Basisstation, die eine Antennenanordnung einschließt, die
mehrere Antennen umfasst. Die Kommunikationsvorrichtung umfasst
weiter mehrere Empfängereinheiten,
worin jede Antenne der mehreren Antennen mit einer getrennten Empfängereinheit der
mehreren Empfängereinheiten
gekoppelt ist, einen Prozessor, der mit jeder der mehreren Empfängereinheiten
gekoppelt ist, und einen Speicher, der mit dem Prozessor gekoppelt
ist. 5 is a logical flowchart 500 the steps performed by a communication unit to determine whether to use a beamforming technique of an antenna array, and thus to optimize the use of the beamforming technique of the antenna array according to a preferred embodiment of the present invention. In the preferred embodiment, the communication device is a base station that includes an antenna array that includes a plurality of antennas. The communication device further comprises a plurality of receiver units, wherein each antenna of the plurality of antennas is coupled to a separate receiver unit of the plurality of receiver units, a processor coupled to each of the plurality of receivers coupled units and a memory coupled to the processor.
Der
logische Fluss beginnt (501), wenn die Kommunikationsvorrichtung,
vorzugsweise eine Basisstation, einen Ort einer Kommunikationseinheit, vorzugsweise
eines zellularen Telefons oder eines Funktelefons, bestimmt (502).
Vorzugsweise bestimmt die Kommunikationsvorrichtung den Ort der Kommunikationseinheit
auf der Basis der Ankunftszeit eines Signals an jeder der mehreren
Kommunikationsvorrichtungen und durch eine Bezugnahme auf eine Standortdatenbank,
die den geographischen Ort jeder der vielen Kommunikationsvorrichtungen speichert.
Die Kommunikationsvorrichtung bestimmt (503) ihren eigenen
Ort, vorzugsweise durch Bezugnahme auf die Standortdatenbank, und
bestimmt (504) eine Distanz zwischen dem Ort der Kommunikationsvorrichtung
und dem Ort der Kommunikationseinheit. Die Kommunikationsvorrichtung
vergleicht (505) die bestimmte Distanz mit einem vorbestimmten
Distanzschwellwert und bestimmt (506), ob eine Technik
zur Strahlformung der Antennenanordnung verwendet werden soll.The logical flow begins ( 501 ), if the communication device, preferably a base station, determines a location of a communication unit, preferably a cellular telephone or a radiotelephone ( 502 ). Preferably, the communication device determines the location of the communication unit based on the arrival time of a signal at each of the plurality of communication devices, and by referring to a location database that stores the geographical location of each of the plurality of communication devices. The communication device determines ( 503 ) their own location, preferably by reference to the location database, and determines ( 504 ) a distance between the location of the communication device and the location of the communication unit. The communication device compares ( 505 ) determines the determined distance with a predetermined distance threshold value and ( 506 ), whether a technique for beam shaping of the antenna array should be used.
Wenn
die bestimmte Distanz kleiner oder gleich dem vorbestimmten Distanzschwellwert
ist, so bestimmt (507) die Kommunikationsvorrichtung mit einer
maximalen Strahlbreite zu senden, und der logische Fluss endet (508).
Wenn die bestimmte Distanz größer als
der vorbestimmte Distanzschwellwert ist, dann bestimmt die Kommunikationsvorrichtung auch
eine Ankunftsrichtung (DOA) vor der Bestimmung, eine Technik zur
Strahlformung einer Antennenanordnung zu verwenden.If the determined distance is less than or equal to the predetermined distance threshold, then ( 507 ) to send the communication device with a maximum beam width, and the logical flow ends ( 508 ). If the determined distance is greater than the predetermined distance threshold, then the communication device also determines an arrival direction (DOA) prior to determining to use a beamforming technique of an antenna array.
Um
eine DOA zu bestimmen, empfängt
(509) die Kommunikationsvorrichtung ein Signal von der Kommunikationseinheit über eine
erste Antenne der mehreren Antennen, um ein erstes empfangenes Signal
zu erzeugen, und empfängt
(510) das Signal von der Kommunikationseinheit über eine
zweite Antenne der mehreren Antennen, um ein zweites empfangenes
Signal zu erzeugen. Die Kommunikationsvorrichtung bestimmt (511)
dann eine DOA des Signals auf der Basis des ersten empfangenen Signals
und des zweiten empfangenen Signals. In der bevorzugten Ausführungsform
bestimmt die Kommunikationsvorrichtung eine Ankunftszeit des ersten
empfangenen Signals und eine Ankunftszeit des zweiten empfangenen
Signals. Alternativ bestimmt die Kommunikationsvorrichtung eine
Phase des ersten empfangenen Signals und eine Phase des zweiten
empfangenen Signals. Die Kommunikationsvorrichtung bestimmt dann
eine DOA des Signals durch das Ausführen eines DOA-Algorithmus,
der im Speicher gespeichert ist, und basierend auf den Ankunftszeiten oder
alternativ den Phasen der ersten und zweiten empfangenen Signale.
Die bestimmte DOA des Signals bildet eine geschätzte geographische Richtung zur
Kommunikationseinheit von der Kommunikationsvorrichtung auf der
Basis des Signals, das durch die Kommunikationsvorrichtung von der
Kommunikationseinheit empfangen wurde.To determine a DOA, receive ( 509 ) the communication device receives a signal from the communication unit via a first antenna of the plurality of antennas to generate a first received signal, and receives ( 510 ) the signal from the communication unit via a second antenna of the plurality of antennas to generate a second received signal. The communication device determines ( 511 ) then a DOA of the signal based on the first received signal and the second received signal. In the preferred embodiment, the communication device determines an arrival time of the first received signal and an arrival time of the second received signal. Alternatively, the communication device determines a phase of the first received signal and a phase of the second received signal. The communication device then determines a DOA of the signal by performing a DOA algorithm stored in memory and based on the arrival times or, alternatively, the phases of the first and second received signals. The particular DOA of the signal forms an estimated geographic direction to the communication unit from the communication device based on the signal received by the communication device from the communication unit.
Die
Kommunikationsvorrichtung bestimmt (512) eine Richtung
von der Kommunikationsvorrichtung zum bestimmten Ort der Kommunikationseinheit und
vergleicht (513) dann die Richtung mit der DOA des Signals.
In der bevorzugten Ausführungsform bestimmt
die Kommunikationsvorrichtung einen ersten Vektor auf der Basis
der Richtung und bestimmt einen zweiten Vektor auf der Basis der
DOA. Die Kommunikationsvorrichtung vergleicht dann die beiden Vektoren
und bestimmt (514) eine Differenz zwischen der Richtung
und der DOA auf der Basis des Vergleichs der zwei Vektoren, wobei
die Differenz als eine Winkeldifferenz (das ist ein Kreuzungswinkel) zwischen
den zwei Vektoren bestimmt wird.The communication device determines ( 512 ) a direction from the communication device to the specific location of the communication unit and compares ( 513 ) then the direction with the DOA of the signal. In the preferred embodiment, the communication device determines a first vector based on the direction and determines a second vector based on the DOA. The communication device then compares the two vectors and determines ( 514 ) determines a difference between the direction and the DOA on the basis of the comparison of the two vectors, the difference being determined as an angular difference (that is, a crossing angle) between the two vectors.
Die
Kommunikationsvorrichtung vergleicht (515) die bestimmte
Differenz zwischen den ersten und den zweiten Vektoren, das ist
den Kreuzungswinkel, mit einem vorbestimmten Differenzschwellwert,
vorzugsweise einem vorbestimmen Winkelschwellwert, und bestimmt
(516) auf der Basis des Vergleichs, ob eine Technik zur
Strahlformung der Antennenanordnung zu verwenden ist. Wenn die bestimmte
Differenz größer als
der vorbestimmte Winkelschwellwert ist, so bestimmt (517)
die Kommunikationsvorrichtung, eine Technik zur Strahlformung der
Antennenanordnung nicht zu verwenden und stattdessen ein Senden
mit einer maximalen Strahlbreite zu verwenden, und der logische
Fluss endet (508). Wenn die bestimmte Differenz kleiner
oder gleich dem vorbestimmten Winkelschwellwert ist, bestimmt die
Kommunikationsvorrichtung weiter eine Änderungsrate eines Signalqualitätsmaßes vor
der Bestimmung, die Technik zur Strahlformung der Antennenanordnung
zu verwenden.The communication device compares ( 515 ) determines the determined difference between the first and the second vectors, that is the crossing angle, with a predetermined difference threshold value, preferably a predetermined angular threshold value, and determines ( 516 ) based on the comparison of whether to use a beamforming technique of the antenna array. If the determined difference is greater than the predetermined angle threshold, then ( 517 ) the communication device, a technique for beam forming the antenna array not to use and instead use a transmission with a maximum beam width, and the logic flow ends ( 508 ). If the determined difference is less than or equal to the predetermined angle threshold, the communication device further determines a rate of change of a signal quality measure prior to determining to use the antenna array beamforming technique.
Um
eine Änderungsrate
des Signalqualitätsmaßes zu bestimmen,
empfängt
(518) die Kommunikationsvorrichtung ein erstes Signal der
vielen Signale, die zur Kommunikationsvorrichtung durch die Kommunikationseinheit
gesendet werden, und bestimmt (519) ein erstes Signalqualitätsmaß auf der Basis
des ersten Signals. Die Kommunikationsvorrichtung empfängt (520)
auch ein zweites Signal der vielen Signale und bestimmt (521)
ein zweites Signalqualitätsmaß auf der
Basis des zweiten Signals, wenn das zweite Signal sich vom ersten
Signal unterscheidet. Vorzugsweise sind die ersten und zweiten Signalqualitätsmaße jeweils
ein Signal-zu-Rausch-Verhältnis
(SNR); Fachleute werden jedoch erkennen, dass andere Signalqualitätsmaße hier
verwendet werden können,
wie die Signalleistung oder die Bitfehlerrate, ohne von der Idee
und dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die Kommunikationsvorrichtung
vergleicht (522) das erste Signalqualitätsmaß mit dem zweiten Signalqualitätsmaß und bestimmt
(523) eine Änderungsrate
des Signalqualitätsmaßes auf
der Basis des Vergleichs der ersten und zweiten Signalqualitätsmaße.To determine a rate of change of the signal quality measure, receives ( 518 ) the communication device a first signal of the many signals that are sent to the communication device by the communication unit, and determines ( 519 ) a first signal quality measure based on the first signal. The communication device receives ( 520 ) also a second signal of the many signals and determines ( 521 ) a second signal quality measure based on the second signal when the second signal is different from the first signal. Preferably, the first and second signal quality measures are each a signal-to-noise ratio (SNR); Those skilled in the art will recognize, however, that other signal quality measures may be used herein, such as signal power or bit error rate, without departing from the spirit and scope of the present invention. The communication device compares ( 522 ) the first signal quality measure with the second signal quality measure and determines ( 523 ) a rate of change of the signal quality measure based on the comparison of the first and second signal quality measures.
Die
Kommunikationsvorrichtung vergleicht (524) die Änderungsrate
des Signalqualitätsmaßes mit
einem vorbestimmten Schwellwert der Änderungsrate des Signalqualitätsmaßes und
bestimmt (525), ob eine Technik zur Strahlformung der Antennenanordnung
zu verwenden ist. Wie detailliert oben angegeben ist, ist der vorbestimmte
Schwellwert der Änderungsrate
die maximale Rate der Verschlechterung der Signalqualität, die von
der Kommunikationsvorrichtung toleriert wird, durch einen Schwund
oder Hindernisse oder andere Faktoren, bevor die Kommunikationsvorrichtung
bestimmt, die Technik zur Strahlformung der Antennenanordnung nicht
zu verwenden. Wenn die Änderungsrate
des Signalqualitätsmaßes größer als
der vorbestimmte Schwellwert der Änderungsrate ist, verwendet
(526) die Kommunikationsvorrichtung ein Senden mit maximaler Strahlbreite,
und der logische Fluss endet (598). Wenn die bestimmte Änderungsrate
kleiner als oder gleich dem vorbestimmten Schwellwert der Änderungsrate
ist, und die bestimmte Distanz größer als der vorbestimmte Distanzschwellwert
ist, und die Winkeldifferenz kleiner oder gleich dem vorbestimmten
Winkelschwellwert ist, verwendet (527) die Kommunikationsvorrichtung
eine Technik zur Strahlformung einer Antenne, und der logische Fluss
endet (508).The communication device compares ( 524 ) determines the rate of change of the signal quality measure with a predetermined threshold value of the rate of change of the signal quality measure and 525 ), whether a technique for beam forming the antenna array is to be used. As detailed above, the predetermined rate of change rate threshold is the maximum rate of signal quality degradation tolerated by the communication device by fading or obstacles or other factors before the communication device determines not to use the antenna array beamforming technique , If the rate of change of the signal quality measure is greater than the predetermined threshold rate of change, then ( 526 ) the communication device is sending with maximum beam width, and the logical flow ends ( 598 ). If the determined rate of change is less than or equal to the predetermined rate of change threshold, and the determined distance is greater than the predetermined distance threshold, and the angular difference is less than or equal to the predetermined angle threshold, then ( 527 ) the communication device a technique for beam forming an antenna, and the logical flow ends ( 508 ).
Die
bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung vergleicht jede der drei Bestimmungen
(das ist die bestimmte Distanz zur Kommunikationseinheit, die bestimmte
Differenz zwischen der Richtung zur Kommunikationseinheit und der DOA,
und die bestimmte Änderungsrate
des Signalqualitätsmaßes) mit
drei jeweiligen Schwellwerten (das ist der vorbestimmte Distanzschwellwert,
der vorbestimmte Differenzschwellwert und der vorbestimmte Schwellwert
der Änderungsrate
des Signalqualitätsmaßes) vor
der Bestimmung, eine Technik zur Strahlformung der Antennenanordnung
zu verwenden. Fachleute werden jedoch erkennen, dass nicht alle
Schritte (501) bis (527) notwendig sind, damit
die Kommunikationsvorrichtung bestimmen kann, ob eine Technik zur
Strahlformung der Antenneanordnung zu verwenden ist. In einer ersten
alternativen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung führt eine
Kommunikationsvorrichtung die Schritte (502) bis (506)
aus. Dann sendet, wenn die bestimmte Distanz kleiner oder gleich
dem vorbestimmten Distanzschwellwert ist (Schritt (506)),
die Antennenanordnung (507) mit maximaler Strahlbreite,
und der logische Fluss endet (508). Wenn die bestimmte
Distanz größer als
der vorbestimmte Distanzschwellwert ist (Schritt (506)),
dann verwendet die Antennenanordnung eine Antennenstrahlformungstechnik (Schritt
(527), und der logische Fluss endet.The preferred embodiment of the present invention compares each of the three determinations (that is, the determined distance to the communication unit, the determined difference between the direction to the communication unit and the DOA, and the determined rate of change of the signal quality measure) with three respective thresholds (that is the predetermined distance threshold, the predetermined difference threshold and the predetermined threshold rate of change of the signal quality measure) prior to determining to use a beamforming technique of the antenna array. However, professionals will realize that not all steps ( 501 ) to ( 527 ) are necessary for the communication device to determine if a technique is to be used to beamform the antenna array. In a first alternative embodiment of the present invention, a communication device performs the steps ( 502 ) to ( 506 ) out. Then transmits if the determined distance is less than or equal to the predetermined distance threshold (step ( 506 )), the antenna arrangement ( 507 ) with maximum beam width, and the logic flow ends ( 508 ). If the determined distance is greater than the predetermined distance threshold (step ( 506 )), then the antenna arrangement uses an antenna beam shaping technique (step (step 527 ), and the logical flow ends.
In
einer zweiten alternativen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung führt
eine Kommunikationsvorrichtung die Schritte (502) und (509)
bis (516) aus. Dann sendet (517), wenn die bestimmte Differenz
zwischen dem Ort der Kommunikationsvorrichtung und der DOA größer als
der vorbestimmte Differenzschwellwert ist (Schritt (516)),
die Antennenanordnung mit maximaler Strahlbreite, und der logische
Fluss endet (508). Wenn die bestimmte Distanz kleiner als
oder gleich dem vorbestimmten Differenzschwellwert ist (Schritt
(516)), dann verwendet die Antennenanordnung eine Antennenstrahlformungstechnik
(Schritt (527)), und der logische Fluss endet (508).In a second alternative embodiment of the present invention, a communication device performs the steps ( 502 ) and ( 509 ) to ( 516 ) out. Then send ( 517 ), if the determined difference between the location of the communication device and the DOA is greater than the predetermined difference threshold (step ( 516 )), the antenna array with maximum beam width, and the logic flow ends ( 508 ). If the determined distance is less than or equal to the predetermined difference threshold (step ( 516 )), then the antenna arrangement uses an antenna beam shaping technique (step (step 527 )), and the logical flow ends ( 508 ).
In
einer dritten alternativen Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung führt
eine Kommunikationsvorrichtung die Schritte (518) bis (525)
aus. Dann sendet (526), wenn die bestimmte Differenz zwischen
dem Ort der Kommunikationsvorrichtung und der DOA größer als
der vorbestimmte Differenzschwellwert ist (Schritt (525)),
die Antennenanordnung mit maximaler Strahlbreite, und der logische Fluss
endet (508). Wenn die bestimmte Distanz kleiner als oder
gleich dem vorbestimmten Differenzschwellwert ist (Schritt (525)),
verwendet (527) die Antennenanordnung eine Antennenstrahlformungstechnik,
und der logische Fluss endet (508).In a third alternative embodiment of the present invention, a communication device performs the steps ( 518 ) to ( 525 ) out. Then send ( 526 ), if the determined difference between the location of the communication device and the DOA is greater than the predetermined difference threshold (step ( 525 )), the antenna array with maximum beam width, and the logic flow ends ( 508 ). If the determined distance is less than or equal to the predetermined difference threshold (step ( 525 )), used ( 527 ) the antenna arrangement ends an antenna beam shaping technique, and the logical flow ends ( 508 ).
Insgesamt
liefert die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung
für das
Optimieren der Verwendung einer Technik zur Strahlformung einer
Antennenanordnung durch das Bestimmen, ob eine Technik zur Strahlformung
einer Antennenanordnung für
das Senden eines RF-Signals durch eine Kommunikationsvorrichtung,
vorzugsweise eine Basisstation, an eine Kommunikationseinheit zu
verwenden ist. Die Basisstation umfasst eine Antennenanordnung,
wobei die Antennenanordnung mehrere Antennen einschließt. Die
Basisstation bestimmt einen geographischen Ort der Kommunikationseinheit, eine
Richtung von der Basisstation zum bestimmten Ort der Kommunikationseinheit,
und eine DOA eines Signals, das durch die Basisstation von der Kommunikationseinheit über jede
der mehreren Antennen empfangen wird. Die Basisstation vergleicht
die Richtung mit der DOA, bestimmt eine Differenz auf der Basis
des Vergleichs, und vergleicht die bestimmte Differenz mit einem
vorbestimmten Differenzschwellwert. Die Basisstation bestimmt auch
eine Distanz zwischen der Basisstation und der Kommunikationseinheit,
und vergleicht die bestimmte Distanz mit einem vorbestimmten Distanzschwellwert.
Die Basisstation bestimmt auch mehrere Signalqualitätsmaße auf der
Basis von Signalen, die von der Kommunikationseinheit empfangen
werden, bestimmt eine Änderungsrate
des Signalqualitätsmaßes auf
der Basis der mehreren Signalqualitätsmaße und vergleicht die bestimmte Änderungsrate
des Signalqualitätsmaßes mit
einem vorbestimmten Schwellwert der Änderungsrate des Signalqualitätsmaßes. Auf
der Basis der Vergleiche der bestimmten Differenz, der bestimmten
Distanz und der bestimmten Änderungsrate
des Signalqualitätsmaßes mit
den jeweiligen Schwellwerten bestimmt die Basisstation, ob eine Technik
zur Strahlformung einer Antennenanordnung zu verwenden ist.Overall, the present invention provides a method and apparatus for optimizing the use of a beamforming technique of an antenna array by determining whether a beamforming technique of an antenna array for transmitting an RF signal through a communication device, preferably a base station, to a communication unit to use. The base station comprises an antenna arrangement, the antenna arrangement including a plurality of antennas. The base station determines a geographical location of the communication unit, a direction from the base station to the particular location of the communication unit, and a DOA of a signal received by the base station from the communication unit via each of the plurality of antennas. The base station compares the direction with the DOA, determines a difference based on the comparison, and compares the determined difference to a predetermined difference threshold. The base station also determines a distance between the base station and the communication unit, and compares the determined distance with a predetermined distance threshold. The base station also determines a plurality of signal quality measures based on signals received from the communication unit, determines a rate of change of the signal quality measure on the basis of the plurality of signal quality measures and compares the determined rate of change of the signal quality measure with a predetermined threshold of the rate of change of the signal quality measure. Based on the comparisons of the determined difference, the determined distance, and the determined rate of change of the signal quality measure with the respective thresholds, the base station determines whether to use a beamforming technique of an antenna array.
Durch
die Verwendung der vorliegenden Erfindung optimiert eine Basisstation
eine Wahrscheinlichkeit, dass ein Signal, das von der Basisstation
gesendet wird, von der Kommunikationseinheit empfangen wird, während sie
das Potential für
eine Interferenz des Sendens an die Kommunikationseinheit mit Sendungen
an andere Kommunikationseinheiten minimiert. Die vorliegende Erfindung
optimiert die Verwendung der Technik zur Strahlformung einer Antennenanordnung
durch das Vorsehen der Verwendung eines Sendens mit maximaler Strahlbreite
in einer Umgebung, wo Schwund oder das Vorhandensein von Hindernissen
zwischen der Kommunikationseinheit und der Basisstation in einem
fehlgerichteten Signal mündet,
wenn eine Technik zur Strahlformung der Antennenanordnung verwendet
wird, wobei es sein kann, dass dieses fehlgerichtete Signal von
der Kommunikationseinheit nicht akzeptabel empfangen wird. In einer
Umgebung, wo jedoch der Einfluss des Schwundes und von Hindernissen
nicht so groß ist, optimiert
die vorliegende Erfindung die Verwendung der Technik zur Strahlformung
der Antennenanordnung durch das Verwenden der Technik zur Stahlformung
der Antennenanordnung, was zu einem gerichteten Signal führt, das
minimale Interferenzen mit Sendungen an Kommunikationseinheiten
in der Nähe
erzeugt.By
the use of the present invention optimizes a base station
a probability that a signal coming from the base station
is sent from the communication unit while it is being received
the potential for
an interference of transmission to the communication unit with transmissions
minimized to other communication units. The present invention
optimizes the use of the technique for beam forming an antenna array
by providing the use of maximum beamwidth transmission
in an environment where fading or the presence of obstacles
between the communication unit and the base station in one
erroneous signal opens,
when a beamforming technique uses the antenna assembly
which may be that this misdirected signal from
the communication unit is unacceptably received. In a
Environment, where, however, the influence of fading and obstacles
not so big, optimized
the present invention uses the beamforming technique
the antenna assembly by using the technique for steel forming
the antenna arrangement, resulting in a directional signal, the
minimal interference with transmissions to communication units
near
generated.
Während die
vorliegende Erfindung unter Bezug auf spezielle Ausführungsformen
gezeigt und beschrieben wurde, werden Fachleute verstehen, dass
verschiedene Änderungen
in der Form und den Details hier vorgenommen werden können, ohne vom
Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.While the
present invention with reference to specific embodiments
shown and described, professionals will understand that
different changes
in the form and the details can be made here without leaving
Deviating scope of the present invention.